Wie Dachgeräte oder RTUs funktionieren. Wie der Name schon sagt, befinden sich Rooftop Units, kurz RTUs, auf dem Dach von Geschäften und kleinen Gewerbegebäuden, um bestimmte Bereiche zu klimatisieren.
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Dies sind Paket-Klimageräte und sie sind beliebt, weil sie einfache, kompakte, eigenständige, alles in einem, HVAC-Geräte sind.
Der Zweck eines Dachklimagerätes ist die Verteilung der klimatisierten Luft in bestimmten Bereichen eines Gebäudes. Die Dachgeräte sind an ein Kanalsystem angeschlossen, über das die klimatisierte Luft einen bestimmten Weg zurücklegt.
In unserem letzten Tutorial haben wir uns mit Lüftungsgeräten oder AHUs beschäftigt. Ich empfehle Ihnen, sich das Video-Tutorial anzuschauen, klicken Sie hier, um es zu sehen. Wenn Sie das Video gesehen haben, werden Sie feststellen, dass die Geräte sehr ähnlich sind. Der Hauptunterschied besteht darin, dass sie in der Regel kompakter sind und immer auf dem Dach installiert werden. Daher müssen sie robuster und wetterfester sein, um Sonne, Regen, Schnee, Wind usw. standzuhalten. Außerdem werden RLT-Geräte oft an zentrale Anlagen wie Kältemaschinen und Heizkessel angeschlossen, um die Heizung und Kühlung zu gewährleisten, während RLT-Geräte in sich geschlossen sind und alles, was sie brauchen, in einem einzigen Gerät enthalten. Deshalb nennt man sie auch Paketklimageräte, und wir werden uns in Kürze einige Modellgeräte ansehen, um zu verstehen, warum.
Es gibt viele Arten von Rooftop-Geräten, und wir werden uns vier verschiedene typische Versionen ansehen, beginnend mit der einfachsten. Bei diesem ersten Gerät handelt es sich um ein reines Frischluftgerät, bei dem keine Umwälzung stattfindet. Es saugt 100 % Frischluft an und bereitet sie auf. Die Rückluft wird in der Regel durch einen externen Abluftventilator entfernt, um den Luftdruck auszugleichen.
Zunächst haben wir das Gehäuse, das die gesamte mechanische und elektrische Ausrüstung im Inneren des Geräts vor Sonne, Wind, Regen, Schnee, Frost usw. schützen muss. Es werden einige Zugangsklappen eingebaut, damit die Techniker auf die Komponenten im Inneren zugreifen und Wartungsarbeiten durchführen können.
An einem Ende befindet sich normalerweise eine Lufthaube. Hier wird die Umgebungsluft von außen in die Maschine gesaugt. Die Haube ist so geformt, dass Wasser, Schnee und Schmutz nicht in das Gerät eindringen können. Der Lufteinlass der Haube ist in der Regel mit einem Gitter versehen, das das Eindringen von Tieren und Gegenständen verhindert, da dies zu Verstopfungen und Schäden am Gebläse führen würde.
Das nächste, was wir finden könnten, sind einige Dämpfer. Nicht jedes Gerät hat diese, aber neuere Modelle haben sie in der Regel. Dabei handelt es sich im Grunde um Metallplatten, die sich zusammen drehen. Sie öffnen sich vollständig, damit Luft in das Gerät eindringen kann, oder sie schließen sich, um das Gerät abzudichten und zu verhindern, dass Luft ein- oder austritt. Einige können ihre Öffnungsposition zwischen vollständig geöffnet und vollständig geschlossen variieren. Dies wird verwendet, um die Luftmenge zu regulieren, die von außen in das Gerät strömt, vor allem, wenn eine Umluftfunktion verwendet wird, auf die wir später im Video nach diesem Grundmodell eingehen werden.
Nach den Klappen finden wir die Filter. Diese lassen sich in der Regel über die Wartungstür aus dem Gerät herausschieben. Sie haben die Aufgabe, die Luft zu reinigen, indem sie den Schmutz und Staub auffangen, der in der einströmenden Außenluft enthalten ist. Wenn keine Filter installiert sind, werden der Ventilator, die Wärmetauscher, die mechanischen Komponenten und die Rohrleitungen nach und nach mit Staub bedeckt, was die Effektivität und Effizienz des Geräts beeinträchtigt und, wenn sich zu viel Staub ansammelt, nach einer Weile zu Geräteausfällen führt.
Nach den Filtern kommen die Kühlschlangen. Mit diesen Spulen wird die Luft gekühlt oder geheizt, indem Wärmeenergie zu- oder abgeführt wird. Je nachdem, wo auf der Welt sich die RTU befindet und welchen Umgebungsbedingungen sie ausgesetzt ist, kühlen einige Geräte nur, sehr selten heizen sie nur und einige heizen und kühlen.
Wenn das Gerät nur kühlt, hat es in der Regel ein einzelnes Register, das an eine Kältemaschine angeschlossen ist.
Wenn das Gerät nur heizt, ist es entweder an eine Wärmepumpe, einen Gasbrenner oder ein elektrisches Heizelement angeschlossen.
Wenn das Gerät sowohl heizt als auch kühlt, hat es entweder zwei Wärmetauscher, von denen einer ein Wärmetauscher ist, der mit einem Kühlaggregat verbunden ist, um die Kühlung zu gewährleisten, und der andere wird wahrscheinlich ein Rohrwärmetauscher sein, der mit einem Gasbrenner oder einem elektrischen Heizelement verbunden ist, um die Heizung zu gewährleisten.
Alternativ kann ein Gerät sowohl heizen als auch kühlen, indem es ein einziges Wärmetauscherregister verwendet, das mit einer Wärmepumpe verbunden ist. Wir haben Wärmepumpen in einem früheren Video behandelt, klicken Sie hier, um es zu sehen.
Die meisten Geräte verwenden ein Kühlsystem, um zu kühlen. Der Kompressor, der Verflüssiger, das Gebläse und die Steuerungen befinden sich in der Regel an der Rückseite des Geräts oder an der Seite, um die Wärme abzuleiten und sie von der Ansaugung und der klimatisierten Luft im Inneren des Geräts fernzuhalten.
Wenn Sie mehr über die verschiedenen Arten von Wärmetauschern und ihre Funktionsweise erfahren möchten, sehen Sie sich unser anderes Video über HLK-Wärmetauscher an, indem Sie hier klicken.
Nach den Wärmetauschern finden wir dann den Lüfter. In der Regel handelt es sich dabei um einen riemengetriebenen Zentrifugalventilator, es kann aber auch ein EC-Ventilator sein, der energieeffizienter ist. Das Gebläse saugt die Luft von außen an und drückt sie dann durch die Klappen, Filter und Wärmetauscher in das Kanalsystem, um sie im Gebäude zu verteilen.
Das ist unser einfachster Typ einer Dachklimaanlage. Was gibt es sonst noch?
Einige Geräte können die interne Luft durch ein Rückluftkanalsystem umwälzen. Dies dient der Energieeinsparung, insbesondere im Winter, wenn die Außenluft sehr kalt und die Rückluft warm ist. Wir können dies nutzen, um die Heizlast zu reduzieren, indem wir etwas warme Rückluft mit der kalten Frischluft mischen.
In dieser Ausführung finden wir eine Rückluftklappe im Gerät. Diese arbeitet synchron mit der Ansaugklappe, und die beiden verändern ihre Position, um die Mischung aus Frischluft und Abluft zu verändern. Bei diesem Typ wird immer eine bestimmte Menge an Frischluft zugeführt, da sich das Gebäude sonst einfach mit Kohlendioxid füllt und eine ungesunde Atmosphäre entsteht. Wenn die Klappe geöffnet wird, saugt der Ventilator Luft aus den Kanälen an. Wenn die Klappe schließt, wird keine Luft angesaugt.
Eine weitere Variante, die wir kennenlernen werden, ist sehr verbreitet. Auch hier gibt es eine Rückluftklappe, aber diesmal kann die Luft ganz oder teilweise in die Atmosphäre abgeleitet werden. Die Temperatur der Außenluft und der Rückluft und manchmal auch der CO2-Gehalt der Rückluft bestimmen, wie viel Luft abgeleitet und wie viel gemischt und umgewälzt wird. Wenn die Außenlufttemperatur unter oder nahe der gewünschten Innentemperatur liegt, kann bei diesem Gerätetyp 100 % Frischluft in das Gebäude eingeblasen werden, ohne dass sie zurückgeführt wird. Die gesamte Luft wird abgeleitet, wenn der Kühlbedarf gedeckt ist.
Die letzte Version, die wir betrachten werden, hat ein in das Gerät eingebautes Wärmerad. Dieses wird immer beliebter, da die Energieeffizienz in Gebäuden immer wichtiger wird, um die CO2-Emissionen, aber auch die Energie- und Betriebskosten zu senken.
Dieses Gerät saugt zunächst Luft durch die Haube an, wobei die Menge der eintretenden Luft durch die Klappe gesteuert wird. Die Luft strömt dann durch einen Filter, der Staub und Schmutz auffängt und die Oberfläche des Wärmerads schützt, und strömt dann durch das Wärmerad. Das Wärmerad ist ein rotierender Wärmetauscher, der die Abwärme oder Kälte aus der Abluft aufnimmt und sie auf die einströmende Frischluft überträgt, ohne dass sich die beiden Luftströme vermischen. Diese Wärmeräder sind nicht völlig luftdicht, so dass es zu einer leichten Luftvermischung kommt.
Das Wärmerad wird eingesetzt, um den Heiz- und manchmal auch den Kühlbedarf auszugleichen, wenn die Bedingungen günstig sind, um Energie und Betriebskosten zu sparen. Nach dem Wärmerad strömt die Luft durch einen weiteren Filter. Kurz vor dem Filter befindet sich eine Klappe für den Rückluftstrom. Dadurch können wir einen Teil der Rückluft in die Frischluft zurückführen, wobei die Menge mit Hilfe der Klappen variiert wird. Nicht alle Wärmerad-RTUs verfügen über diese Funktion, einige verwenden nur 100 % Frischluftzufuhr und -abfuhr. Wenn keine Umluftfunktion vorhanden ist, verfügt das Gerät wahrscheinlich nicht über diese zweite Filterbank.
Danach strömt die Luft durch die Wärmetauscher, die die Luft auf die gewünschte Temperatur erwärmen oder abkühlen.
Der Ventilator verteilt die Luft dann über das Kanalsystem im Gebäude an die vorgesehenen Stellen.
Die Rückluft wird dann über das Rückluftkanalsystem zurück in die RTU gezogen. Sobald sie wieder in die RTU eintritt, hat sie die Möglichkeit, entweder einen Teil der Luft zurück in den Frischlufteinlass zu leiten oder die gesamte Luft durch einen Filter und dann durch das Wärmerad zu leiten, um die Abwärme aufzufangen.
Nach dem Wärmerad befindet sich möglicherweise ein Abluftventilator, andernfalls kann der vom Hauptzufuhrventilator verursachte Druck in einigen Ausführungen genutzt werden, um die Luft nach außen zu drücken.
Die Luft strömt dann durch die Abluftklappe, die dazu dient, das Volumen der Rückluftmischung sowie den Druck im Gebäude zu variieren. Danach strömt sie durch ein Gitter, das lediglich verhindert, dass Gegenstände und Tiere in das Gerät eindringen, wo sie dann vom System in die Atmosphäre ausgestoßen werden.